Kun luokan 12 titaanilämmitinputki taivutetaan 3D-säteeseen ja sitten jännitys-kevennetään 540 asteessa, kuinka jäännösjännityksen palautuminen ulkosäteellä muuttaa pistesyvyyspotentiaaliaan 5 % NaCl:ssa 90 asteessa?

Laadun 12 titaania (Ti-0,3Mo-0,8Ni) käytetään lämmitinputkissa kloridipitoisissa tilanteissa sen erinomaisen pistesuojauksen ansiosta. Kun putki taivutetaan tiukalle säteelle, joka on 3 kertaa putken halkaisija (3D), ulkosäteellä tapahtuu 10 - 15 %:n muovinen vetojännitys. Tämä kylmätyö johtaa jäännösvetolujuuteen, lisääntyneeseen dislokaatiotiheyteen ja voi johtaa alfa-vaiheen rakeiden suuntautumiseen. Pitting-potentiaali on sähkökemiallinen potentiaali, jossa stabiilit kuopat alkavat. Pistyspotentiaali vähenee kylmätyöskentelyn lisääntyessä. Stressinpoistohehkutus 30 minuutin ajan 540 asteessa palauttaa osan jännityksestä, vähentää jäännösjännitystä ja mahdollistaa jonkin verran uudelleenkiteytymistä. Taivutetun putken jännitys-vähennys alentaa pistesyöpymispotentiaalia vain 50-100 mV verrattuna taivuttamattomaan tilaan verrattuna 150-250 mV:n painallukseen taivutetussa putkessa ilman jännityksenpoistoa.

Jäljellä olevan jännityksen palautumismekanismi ja pistekuormituspotentiaalin palauttaminen

Taivutuksen aiheuttama plastinen muodonmuutos saa aikaan sijoiltaan kasvavia ja kasautuvia raerajoja, mikä luo korkean{0}}energiapisteen, jotka ovat ihanteellisia paikkoja kuopan syttymiselle. Vetojäännösjännitys ulkosäteellä epävakauttaa edelleen passiivista kerrosta. Jännitys-hehkutus 540 asteessa mahdollistaa dislokaatioiden nousun ja tuhoutumisen, mikä alentaa dislokaatiotiheyttä 60-80 %. Tämä menetelmä vähentää myös jäännösvetolujuutta 150–250 MPa:sta 30–60 MPa:iin. Hehkutuksen aikana luokan 12 molybdeeni ja nikkeli jakautuvat uudelleen rikastaakseen pintaa ja parantaakseen passiivikalvon vakautta. Passiivinen kalvo muuttuu tasaisemmaksi, aktiivisten kohtien määrä kuopan aloitusta varten vähenee ja pistesyöpymispotentiaali palautuu.

Kvantitatiivinen pisteytyspotentiaali vs. taipuminen ja stressin lievitys

Luokan 12 titaaniputkien pistesyvyyspotentiaalit kontrolloiduissa testeissä 5-prosenttisessa NaCl:ssa 90 asteessa on määritetty eri tilanteisiin. Taivuttamattomassa, hehkutetussa putkessa (perustaso) pistekorkeuspotentiaali on +0.45 - +0.60 V vs. Ag/AgCl, pistesyöpymistä ei havaita 1 000 tunnin jälkeen. 3D-säteeseen taivutetussa putkessa, jossa ei ole jännityksenpoistoa, pistesyöpymispotentiaali pienenee arvoon +0.20 V:ksi +0.35 V ja kuoppaus alkaa 100–300 tunnin kuluttua ja kuopan syvyys 0,1–0,3 mm 500 tunnin jälkeen. 3D-säteeseen taivutetulla putkella, jota -poistetaan 540 asteessa 30 minuutin ajan, pistesyöpymispotentiaali palautuu arvoon +0.35 - +0.50 V, kuoppaus tapahtuu 500–1 500 tunnin kuluttua ja kuoppasyvyys on 0,05–0,15 mm 500 tunnin kuluttua. 5D-säteellä taivutetulla putkella (pehmeämpi taivutus), jossa on jännityksenpoisto, pistesyttymispotentiaali on +0.40 - +0.55 V, hyvin lähellä taipumatonta perusviivaa. Putki taivutettiin 3D-säteeseen ja jännitys lievennettiin 480 asteessa (ei tarpeeksi kuuma). Osittainen toipuminen havaittiin pistepottipotentiaalilla +0.25 - +0.40 V.

Taivutussäteen ja jännitys{0}}kevennyslämpötilan vaikutus pistepotentiaaliin

Pistepotentiaalin palautumisen on osoitettu riippuvan sekä taivutussäteestä että jännityksenpoistolämpötilasta. 3D-taivutus taivutettuna pistesyttymispotentiaalina on 150-250 mV taivuttamattoman arvon alapuolella. Stressinpoisto 480 asteessa palauttaa 30–50 mV, jättäen 120–200 mV painaumaa. Stressin lievitys 540 asteessa palauttaa 100 - 150 mV, jättäen 50 - 100 mV aleneman. Stressinpoisto 600 asteessa palauttaa 150–200 mV, mutta jättää 20–50 mV aleneman, mutta prosessi voi kuitenkin johtaa alfa{24}}kotelon tuotantoon, jos sitä ei suoriteta inertissä ilmakehässä. 5D-mutkan tapauksessa taivutettu painauma on vain 50-100 mV, ja jännityksenpoisto 540 asteessa palauttaa täysin taipumattoman tason. 2D-kaarella (tiukempi kuin 3D) syvennys taivutettuna on 200-350 mV. Jopa stressin vähentäminen 540 asteessa, palautuu vain 80-120 mV jättäen valtavan masennuksen.

Grade 12 Hot Chloride Service Bend Säde ja stressinpoiston valintaopas

Suositukset luokan 12 titaanilämmitinputkien taivuttamiseksi huollettavaksi 5 % NaCl:ssa 90 asteessa on esitetty seuraavassa taulukossa taivutussäteen, jännityksenpoistokäsittelyn ja halutun pistesyöpymiskestävyyden funktiona.

Taivutussäde (R/D) As-Taivutettu pistepotentiaali (V vs. Ag/AgCl) Jännitystenpoistolämpötila (aste) Jälki-Piirtymäpotentiaali (V vs. Ag/AgCl) Suositeltu sovellus
5D +0.30 - +0.45 540 astetta +0.45 - +0.60 Erittäin luotettava palvelu
5D +0.30 - +0.45 Ei mitään +0.30 - +0.45 Keskitasoinen palvelu
3D +0.20 - +0.35 540 astetta +0.35 - +0.50 Riittää tarkastukseen 3D +0.20 - +0.35 Ei mitään +0.20 - +0.35 Ei suositella kuumalle kloridille 2D +0.05 - +0.20 540 astetta +0.15 - +0.30 27} D - +0.30 aste (argon) +0.25 - +0.40 marginaali, 7. asteen stressinpoistotekniikka

Pistepotentiaali ja jännityksen vapautuminen ovat titaanilaadusta riippuvaisia. Grade 7:n peruspistepistepotentiaali on 100–200 mV korkeampi kuin Grade 12, joten jopa 3D-taivutettu Grade 7 -putki voi olla sopiva moniin sovelluksiin (+ 0.30 - + 0.45 V). Seinämän paksuus ei vaikuta kuoppauspotentiaaliin, mutta vaikuttaa kuopan etenemisaikaan; 95 % 2,0 mm seinästä jää 0,1 mm syvyyteen. Ympäristö on tärkeä stressin lievittämisessä. Hehkutus ilmassa 540 asteessa tuottaa ohuen oksidin, joka ei heikennä pistekorvausvastusta, mutta hehkutus argonissa tai tyhjössä on edullinen. Jäähdytysnopeudella jännityksenpoiston jälkeen ei ole merkittävää vaikutusta pistesyvyyspotentiaaliin.

Kehitä tietoinen eritelmä

Määritä jännityksenpoistohehkutus 540 asteessa 30 minuutin ajan argonympäristössä taivutuksen jälkeen luokan 12 titaanilämmitysputkelle, joka vaatii 3D-taivutuksen 5-prosenttisessa NaCl:ssa 90 asteen kulmassa. Suorita syklinen polarisaatiotesti taivutetun ja jännitysvapaan putken näytteelle varmistaaksesi pistesyöpymispotentiaalin; Pitting-potentiaalin tulee olla 100 mV sisällä taivuttamattomasta perusarvosta +0.45 - +0.60V. Käytä 3D:tä tiukemmissa mutkissa luokan 7 titaania tai lisää taivutussäde 5D:ksi. Jos jännitystä ei voida poistaa, hyväksy lyhentynyt käyttöikä ja tarkasta taivutettu alue säännöllisesti pistesyöpymisen varalta. Lämmittimen avoimen -piirin potentiaalia tulee tarkkailla käytön aikana, ja alle +0.20 V vs. Ag/AgCl lisää pistesyöpymisriskiä. Insinöörijännitys-vähenee 540 asteen kulmassa taivutuksen jälkeen, jotta luokan 12 titaanin pistesyöpymispotentiaali saadaan takaisin 50–100 mV:iin taivuttamattomasti, joten titaani voi toimia luotettavasti kuumakloridikäytössä.